1 2 - -3-4 5X fo-2
砥石切込み量ム mm
図-1 3 砥粒切込み深 さ と 切込み量 の 関係 図-11， 12に よ れば切刃底面幅 と 砥粒切込み深 さ の 比， す な わ ち 砥粒係数は 一定では な く ， 砥石切込み 量， 工作物速度， 研削速度， お よ び砥石構成要素等に よ っ て 異な る も の と 考 え ら れ る 。 な お 図-11� 図一13 の 各数値は平均砥粒間隔 w = 0 . 5mm， ま た小坂式表面 検査機に よ っ て測定を行な っ て 得た条痕数平均値m = 26を基礎 と し て 求 め た も の であ っ て， こ れ ら の 図 に よ る と 切刃底面 の寸法は 15�20μ の 間 に あ る こ と が知 ら れ る 。
IV
切 り く ず幅の測定切 刃 の 形状， 寸法は上述の実験， 測定に よ っ て概略 決定 さ れ た の であ る が， そ の妥 当 性を立証す る 試み と し て実際に研削 し た切 り く ず幅 の 測定 を 行 な う も の で あ る 。 こ の 問題につ い て 小野向 は平均切 り く ず断面積 am と ， 切 り く ず の 幅 と 厚 さ の比 C を と り 取 り 上げ て ，
切 り く ず幅 b叫 = ν/Ca抗 と し て 求 め て い る 。 こ の 場合 C の 算 出 に際 し て 切 刃 を 1600 の 先端角 を 持つ 円錐 と 考え て そ の 値を約10 と し て 求 め て い る 。 さ ら に切込み量 22�81μ に 対 し て A 46M の砥石の 場合 に は 27�40μ で、 あ る こ と を示 し て い る 。
い ま S 15 C 炭素鋼を A 46 J m V 砥石で研削速度 2000m/min， 工作物速度 6 m/min で極 く 少量の研削 液 を かけ な が ら ， 切込み量 O . 01�O . 04棚 で 研削 を行 な い， こ の 時排出 さ れ る 切 り く ずを ガ ラ ス 板に収集 し た。 こ う し て 得 ら れた切 り く ずは殆ん ど折損， 変形 さ れ て 原形を止 ど め る も の は少 な い で あ ろ う が， 視野 の 大 き い工具顕微鏡で多数の 切 り く ず幅を測定すれば概 略 的 な 寸法を知 る こ と が可能 と 思われ る 。 各切込み量 で 100 個ずつ の 測定値を選び， 分布状態 と 相加平均値
を求めたのが図-14であ り ， 先 き の計算値 と 相加平均 値 と の対比を図ー15に示す。
図-15に よ れば今 ま で解析を試みた切刃 の形状， 寸
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法等決定の論拠が比較的妥当 で、あ る と 考え ら れ る 。
V
= 2000m/ minv = 6 "
S 1 5 C
砥石修正 ム = 0 . 02 ム = 0 . 0 1 ム ニ 0 . 0 1
送 り
5 mm/ sec X 2" 5 mm/ sec X 1 11
3
mm/ sec X 1 mmmm
mm
ム = 0 . 04
， 1 6引土 I 0、 l fI�
1切 り く ず幅
2I I 3 4 I 。、 a 丸 、
mm 5 X 10-2図-14 切 り く ず幅の分布状態
図-1 5
結 論
以上の諸実験な ら び に考察に よ っ て次の結論が得 ら れ る 。
(1) 砥石 目 立て後の砥粒はそれぞれ一個以上の切刃 を具備 し， 砥粒切込み深 さ の大小， 切刃 の摩耗の進行 に伴 っ て作用す る 有効切刃 の数が変化 し て く る 。
(2) 各切刃 の逃げ面は小 さ な 凹凸 を持 っ た緩い曲面
であ る がそ の 凹 凸 の 高 さ は極め て微少であ り ， 研削に 際 し 滑 り 作用 を行な う 範囲であ る か ら 概むね平坦な面
と 考え ら れ る 。
(3) 切刃す く い面の輪郭は球体 ま たはあ る 円錐角 を 有す る 円錐台 の いずれを と っ て も よ いが， 研削抵抗や 研削温度の解析を考え る 場合には円錐台 と し た方が取 扱い の上では都合が よ L 、。
性) 円錐台模型寸法は作業条件や砥石構成要素に左 右 さ れ る が， 普通の研自1]状態では 15�20μ 程度の底面 直径を有す る 。
(5)
観察結果に よ れば円錐台模型で底面は摩擦作用 を行ない， す く い面が研削作用 を行な う 。参 考 文 献
(1 ) 村中 ， 能登谷 “比研削抵抗の解析"
富山大学工学部紀要 (17-1 ，2) 昭 41 . 3
P
92(2) 例 え ば
竹 中 ， 笹 谷 “単一砥 付 に よ る 研削機構の研究"
日 本機械学会論文集 (32-237) 1966
P
815小林 “ プ ラ ス チ ッ グ の研削切 断法D研究"
精密機械 (20-9) 1954
(3) 田 中 ， 津和， 河村 “研削加工の 諸条件が研削砥石性能に及 ぼす影響 に つ い て "
精密機械 (30-12) 昭 39 P ω8 (4 ) ( 2 ) に 同 じ
(5 ) 小野浩二著 “研削仕上" 昭 37 P 182 槙書届 (6 ) 海老原 “精密工作 ， 測定法及び切削理論"
マ シ ナ リ ー 臨時増刊 No
.
7 昭 26 P 35 山峰工業 出 版( 7 ) R . S . Hahn “The Effect of wh田I-Work Confomity in Precision Grinding"
Trans . A . S . M . E . ( 77-8 ) 1955-11 P 1329 (8 ) G . S . Reichenbach . J . E . Mayer. S . Kalpakcioglu an:l
M . C . Shaw
“The Role of Chip Thickn田s in Grinding"
Trans . A . S . M . E . ( 78-4 ) 1956
-
5 P 854 (9) 小野浩二馨 “研削仕上" 昭37 P11 模書広(昭和 42 . 1 1 . 30 受付〉
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ね じ 転 こI庄仁I二 の 研 dプしs カ日
カ日
藤 E
吉 )11 和 男
伊 藤 車己 男
A Study of Thread Rolling
Tadashl KATO Kazuo YOSHlKA WA
Norio ITO
A lot of studies on thread rolling have been tried already， and nowadays by the spread of rolling machine thread rolling is playing an important part in the production of screws.
In the present report the authors used four roller types which were different in rib number of roller， examined the rolling of external thread to aluminum bar， investigated the relation between rib number of dic泡 and swelled height of thread， and inquired into
minimum
rib number giving regular form of the rolled threads.1 . 緒
論
近年加工技術の 発展に と も な い， 金属の加工に冷間 塑性加工を使用す る 場合が多 く な っ た。 こ の加工を用 いれば， 量産性， 精度， 表面あ ら さ な どに有利な点が 多 く ， 転造に よ る 加工が効果的であ る 。 こ の こ と か ら ね じ転造用機械 と し て 1851年に平形転造 ダ イ ス を使用 す る 転造盤が イ ギ リ ス で試作 さ れ， 後1940年代に丸形 ダ イ ス を用い る 転造盤が ド イ ツ で作 ら れ て い る 。 わが 国で も 戦後研究が盛ん にな り 現在では丸形 ダ イ ス を用 いた油圧式転造盤を用 L 、， 小 も の ね じ類はほ と ん ど転 造に よ り 加工 さ れて い る 。
当講座では転造に お い て重要な位置を し め る 転造 ダ イ ス に興味を も ち外径の大 き な素材に対 し てそ ろ ばん 玉状 ダ イ ス と 簡単な装置を用 い て J 1 S 規格M30のね じ転造を行ない， そ の精度を調べ， あわせ て ダ イ ス 山 数の変化に対す る ね じ 山 の形成状況を観察 し， ダ イ ス 山数の最小必要数を求めた。
2 . ダイ ス に つ いて
ね じ転造において ダ イ ス は転造ね じ の 良否を決め る 重要な要素であ る 。 ね じ 転造に現在用い ら れ て い る ね じ転造 ダ イ ス を大別す る と ， 平形 ダ イ ス， 丸 ダ イ ス，
凹みつ き 丸 ダ、 イ ス そ ろ ばん玉状 ダ イ ス があ る 。 平形 ダ イ ス : ね じ条を刻んだ 2 個の ダ イ ス板を 向 き合
わせ， 両 夕、 イ ス の聞に素材がは さ ま れ転 造 さ れ る 。
丸 ダ イ ス : ね じ面を も っ 1 対の丸形 ダ イ ス を用 L 、，
レ ス ト 上の素材に対 し て 油圧に よ り ダ イ ス を移動 さ せて転造を行な う 方法で， 規 格にあ っ た高精度の ね じ を転造で・ き る 点、
で よ く 使用 さ れ てい る 。 こ の 方法では大 き な圧力を必要 と す る 。
凹みつ き 丸 ダ イ ス : 丸 ダ イ ス に準ず る が く い っ き 部分 な ら し 部分お よ び なげだ し 部分が あ る こ と が特長。
そ ろ ばん玉状 ダ イ ス : ね じ の リ ー ド角に等 し い角度だ け素材軸に傾け て取 り つけ ら れ る の で， 素材径に関係な く 同 ピ ッ チ のね じ を転造 で き る 。 ま た 低荷重ですみ， 装置の縮小がで き ダ イ ス コ ス ト の安 い 点 が 特 長。
こ の実験には， 比較的使用 さ れで い な い山数 1 � 4 山 の 4 個の そ ろ ばん玉状 ダ、 イ ス を用いた。 図- 1 にそ の形状を， 表- 1 に形状数を示す。 こ の ダ イ ス では 1 山 と 4 山 の ダ イ ス では 明 ら かに 転造様式に 違いがあ り ， 1 山 の 夕、 イ ス の場合 1 条の V みぞ を素材に 印 し て い く だけで， な ら し 部分を も たぬため精度の面で、は良 く な い と 恩われ る が， 4 山の場合には一応 く い っ き部
1山?、イス
よ詐護き
2山?"ItJ. ヨ心9.'，(又
図- 1 ダ イ ス形状
表- 1 ダ イ ス形状数
心 2 心 3 山
ふb州ス
4 心 ひ3斤E1にmよのる担U
山 町 高 対 i主 義 O. b 13 0.b4-.5 0. 644 O. b50
な う が， 普通油圧を用いた転造盤が普及 し て い る 。 こ の実験では手軽に転造ね じ を作 る と い う 点か ら ， 旋盤を用 い て素材 に 回転を与え た。 図-- 3 に示す よ う に ダ イ ス に内径 と ほぼ等 し い研削仕上面を も っ軟鋼棒を通 し ダ イ ス の軸 と した。 ダ イ ス は こ の軸に対 し て 自 由 に 回 転 し ， 軸方 向 の 移動 も 可能であ る 。 ま た軸の端は，
ダ イ ス に転造ね じ の ピ ッ チ相 当 の 傾 き を 与え る 必要か ら， 調節可能 な ボ ル ト で支 持具に固定 さ せ， 支持具を旋盤の 刃物台 に取 り 付けた。 ダ イ ス はパ イ ト 切削 と 同 じ よ う に刃物台の移動で素材の側面に押 込転造す る が， こ の時 ダ イ ス は素材軸に 対 し傾 き を も つため， 平板上を回転 し て V 溝を 印す と 同 じ こ と にな り ， 転造進行 方向の圧力は無視て、 き る 。 つ ま り ， ダ イ
答申 丸味 半径 十 三j 0. ， ， 8 0. 123 0. 112
山 の 角 麓 60・ bO・ 。0・ 60・
山 由 開 蘭 ナ 三/ 1 . 000 O.qq 8 t O o 1
分 と な ら し 部分を も ち， 1 山 に比較 し て転造が階段的 に行なわれて い る こ と に な る 。 図- 2 に希望す る ね じ に対 し て ダ イ ス の素材軸に対す る 傾 き を示すが図中の図-2 ダ イ ス傾 き 角 直 は次式で求 ま る 。
cos æ = a/lIノジ+p2 {a = 2π(R - h)}
出 : リ ー ド角 R : 素材半径 h : 押込深 さ p : ピ ッ チ こ の傾 き に よ っ て ピ ッ チが大 き い場合には 夕、 イ ス 山 の角度を修正 し な ければな ら な いが， さ ほ ど精度を要 し な L 、小 も の ね じでの補正は無視で き る 。
ζ の実験では山角度 600の 夕、、 イ ス で 30Øの 素材に ピ ッ チ 1 mm の極細 目 ね じ を転造 し たが， cos æ = 0. 9994 と な り ， 傾 き に よ る 夕、、 イ ス の影響が少 な い こ と がわか る 。 ま た， ダ イ ス の傾 き 角 の精度は素材径に関連 し て い る が， ピ ッ チが小さ く 素材径が大 き い ほ ど精度 よ く 傾 き を与え る 必要があ り ， こ の点か ら も 径の大 き な素 材への転造は充分な注意が必要で、あ る 。
3 . 装 置
転造装置は ダ イ ス に 回転を与え， 素材への加圧を行